DMEP導(dǎo)航數(shù)字中頻信道校準(zhǔn)方法

DMEP導(dǎo)航數(shù)字中頻信道的校準(zhǔn)方法綱要DME/P信號作為精美測距的一種導(dǎo)航信號，應(yīng)用極為廣泛。在其發(fā)射端和接收端，一般都使用的是射頻信號。隨著航空電子系統(tǒng)通用化、模塊化、綜合化的發(fā)展，在信號的傳輸、解析和辦理等方面，越來越多的使用了數(shù)字中頻信號，而對該信號的校準(zhǔn)是需要面對的一個主要問題。【要點詞】DME/P數(shù)字中頻校準(zhǔn)1DME/P導(dǎo)航數(shù)字中頻信道的校準(zhǔn)1.1DME/P導(dǎo)航數(shù)字中頻信道的校準(zhǔn)需求DME/P射頻信號的校準(zhǔn)，已經(jīng)有認(rèn)識決的方法。但作為中間信號的數(shù)字中頻信號，目前還沒有完滿可靠的解決方案?，F(xiàn)有很多DME/P接收機，都是選擇直接接收DME/P數(shù)字中頻信號。為了保證這些儀器的正確可靠，必定要對這個數(shù)字中頻信號進行校準(zhǔn)。目前的方法是使用DME/P模擬器生成射頻信號，將該射頻信號下變頻后加入A/D模塊，再送入DME/P數(shù)字中頻接收機中查察其數(shù)值，與模擬器的值進行比較，來判斷其值的利害。這種方法無法作為計量DME/P數(shù)字中頻接收機的方法，因為DME/P模擬器的指標(biāo)不高，穩(wěn)定性也不好，會以致生成的DME/P射頻信號無法達到校準(zhǔn)的要求。而且射頻信號經(jīng)過下變頻也會帶來新的頻率重量，對系統(tǒng)的校準(zhǔn)引入新的誤差。本文主要談?wù)摰氖荄ME/P接收機中的數(shù)字中頻信道的一種校準(zhǔn)方法，使DME/P數(shù)字中頻信號的相關(guān)參數(shù)可以最終溯源至國家標(biāo)準(zhǔn)。1.2DME/P導(dǎo)航數(shù)字中頻信道的校準(zhǔn)整體方案整體方案是供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的DME/P數(shù)字中頻信號給接收機，來直接對接收機進行校準(zhǔn)；同時為了保證這個數(shù)字中頻信號可否吻合標(biāo)準(zhǔn)，還需要對DME/P數(shù)字中頻信號進行考據(jù)。目前DME/P數(shù)字中頻信號的生成都是利用各種DME/P模擬器產(chǎn)生DME/P射頻信號，對這個信號進行下變頻辦理，獲取模擬中頻信號，再進行A/D變換最后獲取數(shù)字中頻信號。這種方案開銷巨大，系統(tǒng)搭建繁冗，而且在下變頻過程中也會引入其他頻率重量，對信號質(zhì)量產(chǎn)生影響。這里供應(yīng)了一種新的解決方案，可直接生成DME/P模擬中頻信號，再經(jīng)過A/D變換，獲取數(shù)字中頻信號，填充了從前面法的不足。為了考據(jù)生成的DME/P數(shù)字中頻信號可否吻合標(biāo)準(zhǔn)，還需要對該信號進行校準(zhǔn)。在這里，利用D/A模塊可將該數(shù)字中頻信號重新變換為模擬中頻信號，即可實現(xiàn)用通用標(biāo)準(zhǔn)儀器來對其進行校準(zhǔn)。整個方案如圖1所示，其中主要包括DME/P模擬中頻信號產(chǎn)生模塊、A/D變換模塊、D/A變換模塊和數(shù)字示波器等。其中DME/P模擬中頻信號，將該信號經(jīng)過A/D變換，可獲取DME/P數(shù)字中頻信號。這個信號就是本文中需要校準(zhǔn)的信號。將DME/P數(shù)字中頻信號經(jīng)過D/A變換，轉(zhuǎn)變成DME/P模擬中頻信號，再使用標(biāo)準(zhǔn)儀器進行校準(zhǔn)，來完成對DME/P數(shù)字中頻信號的校準(zhǔn)。2DME/P導(dǎo)航數(shù)字中頻信道的詳盡步驟2.1生成吻合標(biāo)準(zhǔn)的DME/P模擬中頻信號該信號實質(zhì)為雙脈沖信號，可以經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)儀器直接進行測量。GJB6277-2008中對DME/P的信號格式進行了定義。其中主要的指標(biāo)有上升時間、下降時間和脈沖寬度。其中脈沖上升時間不應(yīng)高出1.6μs；脈沖下降時間應(yīng)為2.5μs，不應(yīng)高出3.5μs；脈沖寬度應(yīng)為2.5μs±0.5μs。經(jīng)過對這三個參數(shù)的測量可判斷這個雙脈沖信號可否吻合DME/P信號的標(biāo)準(zhǔn)。差異與過去的方案，這里的方案是直接生成DME/P模擬中頻信號。DME/P模擬中頻信號的產(chǎn)生主要經(jīng)過DDS芯片和FPGA來完成。DDS芯片是用來生成70MHz中頻載波信號，此正弦波波形一般達不到設(shè)計的要求，需要在此后進行濾波辦理，再送到下一?操作。FPGA作為控制核心，用來完成與上位機通信、DDS芯片控制和產(chǎn)生導(dǎo)航信號要求的脈沖序列，而其中的脈沖序列與從前的中頻載波信號進行調(diào)制，獲取我們需要的中頻DME/P模擬信號。距離參數(shù)是經(jīng)過時延來進行計算獲取的。我們的解決方案是加入延緩模塊，產(chǎn)生所需的延時，經(jīng)過二者之間的延時來模擬出相應(yīng)的距離。這里還需預(yù)留一個監(jiān)測端口，可將該信號加入到示波器中，經(jīng)過對信號上升時間、下降時間、脈寬和時延的監(jiān)測來考據(jù)此信號的生成吻合DME/P信號標(biāo)準(zhǔn)。詳盡如圖2所示。2.2生成DME/P數(shù)字中頻信號將該DME/P模擬中頻信號經(jīng)過A/D單元變換，轉(zhuǎn)變成DME/P數(shù)字中頻信號。這個信號即可作為標(biāo)準(zhǔn)信號直接送往接收機進行校準(zhǔn)。經(jīng)過DME/P數(shù)字中頻接收機的解算可以獲取距離參數(shù)，與從前模擬中頻信號的距離進行比對，即可獲取校準(zhǔn)結(jié)果。2.3對生成信號進行考據(jù)。將生成的DME/P數(shù)字中頻信號經(jīng)過D/A變換單元，轉(zhuǎn)變成為DME/P模擬中頻信號。經(jīng)過對這個模擬中頻信號進行時域上的解析和測量，即可完成對DME/P數(shù)字中頻信號的考據(jù)。詳盡方法是將變換而來的模擬中頻信號加入到示波器中，對該波形的上升時間、下降時間、脈寬以及時延進行測量。將這個信號與第一步驟生成的模擬信號進行比對，上升時間、下降時間及脈沖寬度都必定滿足GJB6277-2008里的規(guī)定，而距離的指標(biāo)表現(xiàn)在兩組雙脈沖的時延上。兩個信號的時延差即是整個系統(tǒng)經(jīng)過A/D、D/A變換帶來的時延緩差，這個誤差需要在合理的范圍內(nèi)，若是經(jīng)過D/A變換回來的信號中的距離參數(shù)過小，則需加大從前第一步驟產(chǎn)生信號的距離參數(shù)；若是經(jīng)過D/A變換回來的信號中的距離參數(shù)過大，則需減小從前第一步驟產(chǎn)生信號的距離參數(shù)，由此來形成一個負反響系統(tǒng)，直到兩個信號的時延